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技術 フィールド機器通信装置

出願人 横河電機株式会社
発明者 中元康之
出願日 2000年6月20日 (20年8ヶ月経過) 出願番号 2000-184352
公開日 2002年1月11日 (19年1ヶ月経過) 公開番号 2002-007166
状態 拒絶査定
技術分野 デジタル計算機の試験診断
主要キーワード 標準設計 データステータス 機器診断 プロフィバス フィールドコントロールステーション オプションプログラム 出力データテーブル フィールドバス通信
関連する未来課題
重要な関連分野

この項目の情報は公開日時点(2002年1月11日)のものです。
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図面 (3)

課題

データステータス情報を有しないバス規格フィールド機器に関してもメインとなるDCS側のデータ形態見かけ上同一のデータ形態として取り扱うことが可能な通信装置を実現する。

解決手段

フィールドコントロールステーションFCS)3と、フィールドバス通信インターフェースモジュール110と、プロフィバス規格のフィールド機器7,13とよりなる分散型制御システム(DCS)に用いるフィールド機器通信装置において、前記フィールドバス通信インターフェースモジュールは、前記フィールド機器との間での定周期通信により入出力データが格納される入出力データテーブル8,14と、前記フィールド機器の機器診断情報を受信する機器診断情報テーブル15と、受信された前記機器診断情報に基づいてデータステータス情報を生成し、前記入出力データテーブル内のデータに前記データステータス情報を付加して前記FCSに送信するデータステータス生成手段16とを具備した。

概要

背景

図2は、汎用的なフィールドバス、例えばFOUNDATIONフィールドバス仕様準拠する分散型制御システム(以下DCS)に、これとは規格の異なるフィールド機器、例えばプロフィバス(PROFIBUS)規格の機器を混在的に接続した場合のシステム構成を示す。

1はヒューマンインターフェース機能を有するインフォメーションコマドステーション(以下ICS)、2はVnetと呼ばれる制御バス、3はこのVnetを介してICS1と通信するフィールドコントロールステーション(以下FCS)である。

4はリモートI/Oバス、5はこのリモートI/Oバスを介してFCS3と通信するフィールドバス通信インターフェースモジュール、6はFOUNDATIONフィールドバス、7はこのFOUNDATIONフィールドバスを介してフィールドバス通信インターフェースモジュール5と通信するフィールド機器である。

8は、フィールドバス通信インターフェースモジュール5内の入出力データテーブルであり、フィールド機器7との定周期通信による入出力データが格納される。この入出力データは、データ+データステータスの形態で扱われ、データステータス情報によりデータの異常をリアルタイムチェックすることが可能である。

9は、FCS3内の入出力データテーブルであり、リモートI/Oバス4を介してフィールドバス通信インターフェースモジュール5との定周期通信により入出力データテーブル8の内容が反映されている。

10は、同じくFCS3内のアプリケーションである。アプリケーションの内容は、入出力データテーブル8のデータを参照して機能するファンクションブロック特注オプションプログラムであり、データステータス情報により高度で信頼性の高い制御ループ構築することができる。

鎖線ブロックAは、DCSとは規格の異なるフィールド機器、例えばプロフィバス(PROFIBUS)規格の機器を混在的に接続した領域を示す。11はリモートI/Oバス4を介してFCS3と通信するフィールドバス通信インターフェースモジュールであり、通称ACP71と表記される。

12はPROFIBUS、13はこのPROFIBUSを介してフィールドバス通信インターフェースモジュール11と通信するPROFIBUS規格のフィールド機器である。

14は、フィールドバス通信インターフェースモジュール11内の入出力データテーブルであり、フィールド機器13との定周期通信により入出力データが格納される。この場合の入出力データは、データ本体のみの形態で扱われ、DCS側で説明したデータステータスの概念はない。

PROFIBUS規格のフィールド機器13は、自己診断機能を有しており、機器診断情報Wはフィールドバス通信インターフェースモジュール11内の機器診断情報テーブル15に送信され、更にリモートI/Oバス4を介してFCS3側に送信される。機器診断情報の内容は、機器の状態が変化した要因(何が正常から異常になったのか、また何故異常になったのか、何が復帰したのかなどの情報)が含まれている。

概要

データステータス情報を有しないバス規格のフィールド機器に関してもメインとなるDCS側のデータ形態見かけ上同一のデータ形態として取り扱うことが可能な通信装置を実現する。

フィールドコントロールステーション(FCS)3と、フィールドバス通信インターフェースモジュール110と、プロフィバス規格のフィールド機器7,13とよりなる分散型制御システム(DCS)に用いるフィールド機器通信装置において、前記フィールドバス通信インターフェースモジュールは、前記フィールド機器との間での定周期通信により入出力データが格納される入出力データテーブル8,14と、前記フィールド機器の機器診断情報を受信する機器診断情報テーブル15と、受信された前記機器診断情報に基づいてデータステータス情報を生成し、前記入出力データテーブル内のデータに前記データステータス情報を付加して前記FCSに送信するデータステータス生成手段16とを具備した。

目的

効果

実績

技術文献被引用数
0件
牽制数
3件

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請求項1

制御バスを介してインフォメーションコマドステーション(ICS)と通信するフィールドコントロールステーションFCS)と、リモートI/Oバスを介して前記FCSと通信するフィールドバス通信インターフェースモジュールと、プロフィバスを介して前記フィールドバス通信インターフェースモジュールと通信するプロフィバス規格フィールド機器とよりなる分散型制御システムに用いるフィールド機器通信装置において、前記フィールドバス通信インターフェースモジュールは、前記フィールド機器との間での定周期通信により入出力データが格納される入出力データテーブルと、前記フィールド機器の機器診断情報を受信する機器診断情報テーブルと、受信された前記機器診断情報に基づいてデータステータス情報を生成し、前記入出力データテーブル内のデータに前記データステータス情報を付加して前記FCSに送信するデータステータス生成手段とを具備したフィールド機器通信装置。

請求項2

受信された前記機器診断情報テーブルの内容を前記FCSに送信する送信手段を具備したことを特徴とする請求項1記載のフィールド機器通信装置。

請求項3

前記FCSは、前記フィールドバス通信インターフェースモジュールより受信された前記機器診断情報に基づいて前記ICSに異常要因に関するメッセージ発信する発信手段を具備したことを特徴とする請求項2記載のフィールド機器通信装置。

技術分野

0001

本発明は、汎用的なフィールドバス、例えばFOUNDATIONフィールドバス仕様準拠する分散型制御システムに、これとは規格の異なるフィールド機器、例えばプロフィバス(PROFIBUS)規格の機器を混在的に接続した場合におけるフィールド機器診断情報通信装置に関する。

背景技術

0002

図2は、汎用的なフィールドバス、例えばFOUNDATIONフィールドバス仕様に準拠する分散型制御システム(以下DCS)に、これとは規格の異なるフィールド機器、例えばプロフィバス(PROFIBUS)規格の機器を混在的に接続した場合のシステム構成を示す。

0003

1はヒューマンインターフェース機能を有するインフォメーションコマドステーション(以下ICS)、2はVnetと呼ばれる制御バス、3はこのVnetを介してICS1と通信するフィールドコントロールステーション(以下FCS)である。

0004

4はリモートI/Oバス、5はこのリモートI/Oバスを介してFCS3と通信するフィールドバス通信インターフェースモジュール、6はFOUNDATIONフィールドバス、7はこのFOUNDATIONフィールドバスを介してフィールドバス通信インターフェースモジュール5と通信するフィールド機器である。

0005

8は、フィールドバス通信インターフェースモジュール5内の入出力データテーブルであり、フィールド機器7との定周期通信による入出力データが格納される。この入出力データは、データ+データステータスの形態で扱われ、データステータス情報によりデータの異常をリアルタイムチェックすることが可能である。

0006

9は、FCS3内の入出力データテーブルであり、リモートI/Oバス4を介してフィールドバス通信インターフェースモジュール5との定周期通信により入出力データテーブル8の内容が反映されている。

0007

10は、同じくFCS3内のアプリケーションである。アプリケーションの内容は、入出力データテーブル8のデータを参照して機能するファンクションブロック特注オプションプログラムであり、データステータス情報により高度で信頼性の高い制御ループ構築することができる。

0008

鎖線ブロックAは、DCSとは規格の異なるフィールド機器、例えばプロフィバス(PROFIBUS)規格の機器を混在的に接続した領域を示す。11はリモートI/Oバス4を介してFCS3と通信するフィールドバス通信インターフェースモジュールであり、通称ACP71と表記される。

0009

12はPROFIBUS、13はこのPROFIBUSを介してフィールドバス通信インターフェースモジュール11と通信するPROFIBUS規格のフィールド機器である。

0010

14は、フィールドバス通信インターフェースモジュール11内の入出力データテーブルであり、フィールド機器13との定周期通信により入出力データが格納される。この場合の入出力データは、データ本体のみの形態で扱われ、DCS側で説明したデータステータスの概念はない。

0011

PROFIBUS規格のフィールド機器13は、自己診断機能を有しており、機器診断情報Wはフィールドバス通信インターフェースモジュール11内の機器診断情報テーブル15に送信され、更にリモートI/Oバス4を介してFCS3側に送信される。機器診断情報の内容は、機器の状態が変化した要因(何が正常から異常になったのか、また何故異常になったのか、何が復帰したのかなどの情報)が含まれている。

発明が解決しようとする課題

0012

フィールドバス通信インターフェースモジュール11内の入出力データテーブル14の内容は、リモートI/Oバス4を介してFCS3側の入出力データテーブル9に反映されるが、データステータス情報は存在しない。

0013

従って、データの異常に関する情報はアプリケーション10の機能に取り込むことが不可能である。この結果、入出力データの信頼度を確認できず、かつフィールド機器が(もしくは入出力データが)異常になった場合の要因を知る事ができない。

0014

また、(データステータスのない)データと異常要因を示している機器診断情報をFCSに伝えるだけでは、機器異常が発生した時刻と入出力データの有効性を同期を取りながら管理することができない。この管理を実行しようとした場合には、従来のデータの扱いが変わるため、FCSの設計修正を余儀なくされる。

0015

このように、データステータスの概念のない規格のフィールド機器をDCSと混在してシステムを構成する場合に一部のフィールド機器の信頼性が低下すること、または標準設計のFCSの修正を必要とする等、システム全体の整合不都合が発生する。

課題を解決するための手段

0016

このような課題を達成するために、請求項1記載の発明の特徴は、制御バスを介してインフォメーション・コマンドステーション(ICS)と通信するフィールドコントロールステーション(FCS)と、リモートI/Oバスを介して前記FCSと通信するフィールドバス通信インターフェースモジュールと、プロフィバスを介して前記フィールドバス通信インターフェースモジュールと通信するプロフィバス規格のフィールド機器とよりなる分散型制御システムに用いるフィールド機器通信装置において、前記フィールドバス通信インターフェースモジュールは、前記フィールド機器との間での定周期通信により入出力データが格納される入出力データテーブルと、前記フィールド機器の機器診断情報を受信する機器診断情報テーブルと、受信された前記機器診断情報に基づいてデータステータス情報を生成し、前記入出力データテーブル内のデータに前記データステータス情報を付加して前記FCSに送信するデータステータス生成手段とを具備したフィールド機器通信装置である。

0017

請求項2記載発明の特徴は、受信された前記機器診断情報テーブルの内容を前記FCSに送信する送信手段を具備したことを特徴とする請求項1記載のフィールド機器通信装置である。

0018

請求項3記載発明の特徴は、前記FCSは、前記フィールドバス通信インターフェースモジュールより受信された前記機器診断情報に基づいて前記ICSに異常要因に関するメッセージ発信する発信手段を具備したことを特徴とする請求項2記載のフィールド機器通信装置である。

発明を実施するための最良の形態

0019

以下本発明実施態様を、図面を用いて説明する。図1は本発明を適用したバス混在形DCSのシステム構成図である。図2で説明した要素と同一要素は同一符号を付して重複説明を省略し、本発明の特徴部のみを説明する。

0020

フィールドバス通信インターフェースモジュール110において、16はデータステータス生成手段であり、機器診断情報テーブル15の内容を解析し、DCS側のデータステータス情報と同等なデータステータス情報をリアルタイムに生成する。

0021

入出力データテーブル14内のデータに、異常診断情報に基づいて16で生成されたデータステータス情報が付加され、リモートI/Oバス4を介してFCS3内の入出力データテーブル9に送信される。

0022

従って、FCS3内の入出力データテーブル9では、汎用バスのフィールド機器のデータ形態とPROFIBUS規格のフィールド機器のデータ形態とが同等の扱いとなり、アプリケーション10におけるデータ異常に関する処理も同等となり、フィールド機器13に関しても標準のFCS機能のままで信頼性の高いシステムを構築することが可能となる。

0023

FCS3において、17は、機器診断情報テーブルであり、フィールドバス通信インターフェースモジュール110における機器診断情報テーブル15の内容が送信手段18により送信され更新される。発信手段19は、フィールドバス通信インターフェースモジュール110より受信された機器診断情報に基づいてICS1に異常要因に関するメッセージを発信する。FCS内にこのような機器診断情報を持たせることにより、詳細な異常要因情報をメッセージとしてICS側に伝達することが可能となり、ユーザーに詳細なエラー要因情報を提供することができる。

発明の効果

0024

以上説明したことから明らかなように、本発明の適用により、データステータス情報を有しないバス規格のフィールド機器13に関してもメインとなるDCS側のデータ形態と見かけ上同一のデータ形態としてFCSで取り扱うことができる。

0025

これにより、入出力データテーブル8のデータを参照して機能する、ファンクションブロックや特注/オプションプログラムよりなるアプリケーション10は、接続された全てのフィールド機器のデータステータス情報を利用でき、高度で信頼性の高い制御ループを構築することができる。

図面の簡単な説明

0026

図1本発明を適用したバス混在形のDCSの一例を示すシステム構成図である。
図2従来のバス混在形のDCSの一例を示すシステム構成図である。

--

0027

1インフォメーション・コマンドステーション(ICS)
2制御バス(Vnet)
3フィールドコントロールステーション(FCS)
4リモートI/Oバス
110フィールドバス通信インターフェースモジュール
6 FOUNDATIONフィールドバス
7、13フィールド機器
8、9、14入出力データテーブル
10アプリケーション
12 PROFIBUS
15、17機器診断情報テーブル
16データステータス生成手段
18 送信手段
19発信手段

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